5 октября 2017 года вице-президент Майк Пенс объявил о намерении администрации Трампа вернуть астронавтов на Луну. В долгосрочной перспективе НАСА и ряд других космических агентств также намерены создать там постоянную лунную базу. Эта база не только предоставит возможности для лунной науки, но и облегчит миссии на Марс и за его пределы.
Вопрос только в том, где должна быть построена такая база? В течение многих лет НАСА, ЕКА и другие агентства изучали возможность создания стабильных лавовых труб в качестве потенциального объекта. Согласно новому исследованию, проведенному группой международных ученых, наличие такой трубки в настоящее время подтверждено в регионе Мариус-Хиллз. Это место, вероятно, будет местом будущих лунных миссий и даже может быть местом будущей лунной среды обитания.
В 2009 году данные, предоставленные камерой местности на борту JAXA SELENE Космический корабль указал на наличие трех огромных ям на Луне. Эти ямы (также известные как «мансардные окна») представляли особый интерес, поскольку рассматривались как возможные отверстия для подземных лавовых каналов. С тех пор регион Мариус-Хиллз (где они были обнаружены) стал центром внимания астрономов и планетологов, надеющихся подтвердить существование лавовых трубок.
Недавнее исследование под названием «Обнаружение неповрежденных лавовых трубок на холмах Мариуса на Луне с помощью лунного радиолокационного эхолота SELENE (Кагуя)» недавно появилось в журнале. Письма о геофизических исследованиях. В состав группы входили члены Института космических и астронавтических наук (ISAS) JAXA, Университета Пердью, Алабамского университета, AstroLabs, Национальной астрономической обсерватории Японии (NOAJ) и нескольких японских университетов.
Вместе они изучили данные SELENE Lunar Radar Sounder (LRS) миссии из мест, которые были близки к отверстию Marius Hills (MHH), чтобы определить, были ли в регионе стабильные лавовые трубки. Такие трубки являются пережитком прошлого Луны, когда она еще была вулканически активной. Эти подземные каналы считаются идеальным местом для лунной колонии по нескольким причинам.
Начнем с того, что их толстые крыши обеспечат естественную защиту от солнечного излучения, космических лучей, метеорных воздействий и экстремальных температур Луны. Эти трубки, когда-то закрытые, также могут находиться под давлением для создания воздухопроницаемой среды. Таким образом, поиск входа в стабильную лавовую трубку станет первым шагом к выбору возможного места для такой колонии.
Как сообщил в пресс-релизе Университета Пердью Юничи Харуяма, старший научный сотрудник JAXA и один из соавторов исследования,:
«Важно знать, где и насколько большие лунные лавовые трубки, если мы когда-нибудь собираемся построить лунную базу. Но знание этих вещей также важно для фундаментальной науки. Мы могли бы получить новые типы образцов горных пород, данные о тепловом потоке и данные наблюдений за лунными землетрясениями ».
Конечно, LRS не был специально разработан для обнаружения лавовых труб, но для характеристики происхождения Луны и ее геологической эволюции. По этой причине он не пролетел достаточно близко к Луне, чтобы получить чрезвычайно точную информацию о недрах. Тем не менее, когда SELENE проходил рядом с отверстием Marius Hills, инструмент приобрел характерную эхо-картину.
Эта картина характеризовалась снижением мощности эхо-сигнала, за которым следовал большой второй пик эхо-сигнала. Эти два эха соответствуют отражениям радара от поверхности Луны, а также от пола и потолка открытой лавовой трубки. Когда они проанализировали эту модель, исследовательская группа интерпретировала это как доказательство наличия трубки. Они обнаружили схожие схемы эхо-сигналов в нескольких местах вокруг отверстия, что может указывать на то, что в регионе имеется более одной лавовой трубки.
Чтобы подтвердить свои выводы, группа также сверилась с данными миссии НАСА «Лаборатория гравитационного восстановления и внутренних дел» (GRAIL). Эта совместная работа, состоящая из двух космических аппаратов, позволила собрать высококачественные данные о гравитационном поле Луны в период между 2011 и 2012 годами. Используя данные GRAIL, которые идентифицировали массовые дефициты под поверхностью, которые свидетельствуют о наличии пещер, команда смогла сузить круг поиска. ,
Джей Мелош, со-исследователь GRAIL и заслуженный профессор наук о Земле, атмосфере и планетах в Университете Пердью, также был соавтором статьи. Как он объяснил:
«Они знали о потолочном освещении на Марийских холмах, но не знали, как далеко может зайти эта подземная полость. Наша группа в Пердью использовала данные гравитации над этой областью, чтобы сделать вывод, что отверстие было частью более крупной системы. Используя эту бесплатную технику радара, они смогли выяснить, насколько глубокие и высокие полости ».
На Земле обнаружены стабильные лавовые трубки, которые могут простираться на десятки километров. На сегодняшний день самой длинной и глубокой из обнаруженных является пещера Казумура на Гавайях, которая имеет глубину более километра (3614 футов) и длину 65,5 км (40,7 мили). На Луне, однако, лавовые трубки намного больше, из-за того, что Луна имеет лишь небольшую долю земного притяжения (0,1654 г если быть точным).
Для обнаружения трубки лавы с использованием гравитационных данных ее длина должна составлять несколько километров, а высота и ширина - не менее одного километра. Поскольку трубу в Мариус-Хиллз можно было обнаружить, она, вероятно, достаточно велика, чтобы в ней можно было разместить крупный город. На самом деле, во время презентации на 47-й Лунной и Планетарной конференции исследователи из Университета Пердью показали данные GRAIL, которые указали, как труба под МЗ может быть достаточно большой, чтобы в ней помещалась Филадельфия.
Это последнее исследование было также предметом презентации на 48-й Лунной и Планетарной Конференции. Аналогичные доказательства возможных стабильных лавовых трубок в Море Спокойствия были также получены Лунным разведывательным орбитальным аппаратом (LRO) еще в 2010 году. Однако эта последняя комбинация радиолокационных и гравитационных данных предоставила четкую картину того, как выглядит стабильная лавовая трубка подобно.
Подобные свидетельства о лавовых трубах также были обнаружены на Марсе и, возможно, даже на Меркурии. В частности, на Марсе цепочки воронок от ямы, широкие лавовые вееры, световые люки и частично разрушенные лавовые трубки указывают на наличие устойчивых труб. Основываясь на этом последнем исследовании, будущая миссия на Красную планету (которая может включать создание среды обитания) также может повлечь за собой исследование этих особенностей.
Фактически, лавовые трубки могут стать средством, благодаря которому когда-нибудь в Солнечной системе будет установлено человеческое присутствие!
